Этаноловый экстракт пажитника: его молекулярные механизмы против старения кожи и улучшенные функции за счет наноинкапсуляции

Пожалуйста свяжитесьoscar.xiao@wecistanche.comЧтобы получить больше информации

Абстрактный:Семена пажитника или Trigonella foenum-graecum L. (семейство Leguminosae) обычно используются в качестве пищевых добавок для увеличения послеродовой лактации. Экстракт пажитника проявляет антиоксидантные и противовоспалительные свойства, но его механизмы против старения кожи не использовались. В этом исследовании мы первыми определили ингибирующую коллагеназу активность экстракта пажитника in vitro (IC50 =0,57±0,02 мг/мл), что в 2,6 раза больше, чем у экстракта пажитника. сильнее, чем витамин С (IC50=1,46 мг/мл). Наноинкапсуляция была применена для улучшения стабильности экстракта и последующего повышения его биоактивности. Экстракт пажитника, инкапсулирующий липониосомы (LNF), был приготовлен с использованием высокоскоростного гомогенизатора, в результате чего были получены однородные сферические наночастицы с размерами в диапазоне 174,7 ± 49,2 нм, 0,26 ± 0,04 в PdI и 46,6 ± 7,4 процента. эффективность захвата. Состав ЛНФ значительно облегчал замедленное высвобождение и значительно улучшал проникновение экстрактов в кожу, что предполагает потенциальное использование ЛНФ для чрескожной доставки. Сформулированный LNF был очень стабильным, нетоксичным для фибробластов человека и был способен повышать жизнеспособность клеток, выработку коллагена и ингибировать секрецию MMP1, MMP9, IL-6 и IL-8 по сравнению с экстрактом в кокультивированная модель кожи. Таким образом, спиртовой экстракт пажитника и разработанный на его основе LNF демонстрируют молекулярные механизмы против старения кожи и потенциально могут использоваться в качестве инновационного ингредиента для предотвращения старения кожи.

Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы узнать больше

Ключевые слова:пажитник; рутин; антиколлагеназный; против старения; производство коллагена; липосомы; нанокапсулирование; липидные частицы; трансдермальная доставка; с замедленным выпуском

1. Введение

Старение кожи – это биологический процесс, вызываемый как внутренними, так и внешними факторами. Внутреннее старение вызвано изменениями эластичности кожи с течением времени, в то время как внешнее старение связано с УФ-излучением, загрязнением окружающей среды и курением. Преобладающим фактором является воздействие УФ-излучения (фотостарение) [1,2]. Важнейшими структурами внеклеточного матрикса (ВКМ) являются коллаген, эластин и гликозаминогликаны (ГАГ) [3]. Общие признаки старения кожи включают генерацию активных форм кислорода (АФК) и деградацию внеклеточного матрикса сверхэкспрессированными матриксными металлопротеиназами (МП). Было показано, что кумулятивный окислительный стресс и УФ-облучение повышают активность ферментов деградации, особенно коллагеназы и эластаза [1,4,5]. Это способствует общему поведению кожи, включая потерю прочности на растяжение и эластичности, что приводит к образованию морщин и сухости. Чтобы справиться со старением кожи, исследования в основном сосредоточены на снижении окислительного стресса (антиоксиданты) и деградации ВКМ (антиколлагеназы и антиэластазы) [6-8]. Натуральные продукты вызывают интерес как космецевтика нового поколения. Имеются многочисленные свидетельства того, что растения обладают разнообразными активными соединениями, например, терпеноидами, алкалоидами и фенольными соединениями [9-11].флавоноидыTrigonella foenum-graecum L. (пажитник), относящийся к семейству Leguminosae, представляет собой травянистое растение, обычно произрастающее в Западной Азии, Северной Индии, Северной Африке и Средиземноморье [12]. Семена пажитника обычно используются в качестве пищи, специи, лактагона и народной медицины при диабете[13-15]. Кроме того, токсикологическое исследование показало безопасность семян пажитника при использовании в качестве пищевой добавки [16]. Семена пажитника содержат многочисленные фитохимические вещества, в том числе алкалоиды, сапонины и флавоноиды (рутин, кверцетин и витексин) [17]. Во многих исследованиях сообщается о противодиабетическом, противораковом, противомикробном, антиоксидантном и противовоспалительном действии пажитника К [18-23]. ингибирование деградации коллагена [24-26]. Хотя нет сообщений об использовании экстракта пажитника в космецевтике, ожидается, что он проявит биологические свойства, которые показывают эти потенциальные функции. Тем не менее, общими проблемами использования натуральных экстрактов в косметических средствах являются плохое проникновение в кожу, растворимость и стабильность. Наноинкапсуляция — это метод, который используется для (i) улучшения стабильности, (ii) повышения растворимости в воде, (iii) улучшения проникновения через кожу и абсорбции и iv) медленного высвобождения активных ингредиентов [27,28]. Существует множество различных типов наночастиц, таких как липосомы, ниосомы и липониосомы (комбинация липосом и ниосом). Липониосомы состоят из фосфолипидов и неионогенных поверхностно-активных веществ, которые усиливают способность и контролируют высвобождение наноносителей [29]. Морфология липониосом напоминает липосомы. Однако липониосомы более гибкие и адаптируемые и, что важно, функционируют иначе. Преимущества липониосомных носителей заключаются в том, что они могут деформироваться для проникновения в поры, которые намного меньше размера носителя, и способны транспортировать как водо-, так и жирорастворимые вещества. Таким образом, липосомы являются перспективными носителями для доставки активного ингредиента в кожу [30]. В этом исследовании был проверен и идентифицирован экстракт пажитника с использованием рутина в качестве аналитического маркера. Выяснена биологическая активность экстракта пажитника. Пажитник показал антиколлагеназную активность и повышенную выработку коллагена, что может относиться к омолаживающим свойствам. Был разработан и охарактеризован инкапсулирующий липониосому экстракт пажитника (LNF). Цитотоксичность LNF наблюдалась в дермальных фибробластах человека с использованием клеточных анализов. Они также включали исследование молекулярных механизмов омолаживающих свойств ЛНФ. Результаты показали, что LNF не токсичен для клеток дермальных фибробластов и может ингибировать секрецию MMP1, MMP9, IL-6 и IL-8 при старении кожи, вызванном УФ-излучением. Таким образом, наши результаты подтверждают роль экстракта пажитника и ЛНФ в качестве инновационных средств против старения, повышая их потенциал в качестве активных ингредиентов в космецевтических продуктах.

цистанхе может омолаживать

2. Результаты

2.1. Валидация УВЭЖХ и идентификация рутина в экстракте пажитника

После мацерации в этаноле получали маслянистую желтовато-коричневую пасту экстракта пажитника. Идентификацию содержания рутина как аналитического маркера исследовали с помощью УВЭЖХ. Оптимальное отделение рутина от экстракта пажитника было достигнуто при времени удерживания примерно 2,458 мин (рис. 1) и подтверждено с помощью ЖХ-МС с обнаруженным ионом продукта при 3 0 1 (дополнительный рисунок S1). Валидация рутина проводилась с использованием руководств AOAC [31,32] и показана в таблице 1. Уравнение в таблице представляет собой хорошую линейность с коэффициентом детерминации (r2) 0,998, точность измеряется процент выздоровления. Чувствительность определяли с использованием предела обнаружения (LOD) и предела количественного определения (LOQ) при 5,17 и 15,67 мкг/мл соответственно. Экстракты пажитника готовили при различных концентрациях, и количество рутина в экстракте интерпретировали с использованием площади под кривой. , относительно стандартной кривой коммерческого эталона рутина. Результаты показали, что приготовленный экстракт содержит 7,73±0,40 мг/гофрутина.

2.2. Ингибирование коллагеназы in vitro и выработка коллагена экстрактом пажитника

Антивозрастная активность экстракта пажитника была впервые выявлена ​​с помощью анализа ингибирования коллагеназы in vitro. Мы наблюдали, что IC50 стандарта тригидрата рутина, экстракта пажитника и галлата эпигаллокатехина (EGCG) в качестве положительного контроля составляла 0.06±0,56±{ {10}}.02 и 0,11±0,01 мг/мл соответственно (рис. 2а, б). Примечательно, что ингибирующая концентрация экстракта пажитника была значительно ниже, чем аскорбиновой кислоты (IC50=1,46±0,02 мг/мл), что указывает на то, что экстракт пажитника и стандартный тригидрат рутина проявляют антиколлагеназную активность. Далее исследовали способность экстракта пажитника к выработке коллагена с использованием дермальных фибробластов человека. Клетки обрабатывали 125 мкг/мл экстракта и витамина Cas в качестве положительного контроля в течение 7 и 14 дней. Клетки окрашивали Sirius Red, а окрашенные коллагены растворяли NaOH.гесперидин используетКак показано на рисунке 2b, Sirius Red отражает содержание коллагена. Количество окрашенного коллагена было значительно увеличено в клетках, обработанных экстрактом (163% и 131%), по сравнению с контролем с носителем (225% и 187%) на 7-й и 14-й день соответственно. Эта индукция была аналогична эффекту продукции коллагена, индуцированной витамином С, и была значительно выше, чем индуцированная рутином продукция коллагена в клетках фибробластов человека. Этот результат продемонстрировал, что экстракт пажитника индуцирует выработку коллагена в клетках дермальных фибробластов человека.

2.3. Физико-химические характеристики готового ЛНФ

Чтобы улучшить стабильность экстракта пажитника и улучшить его внешний вид, состав LNF был выполнен с использованием всех ингредиентов, показанных в таблице 2, в результате чего была получена желто-золотая пастообразная субстанция (рис. 3а: внизу слева), которая легко диспергируется в воде с получением желтоватого раствора (рис. 3а: справа).

LNF демонстрировал разнообразный и мягкий травяной запах. Физико-химические характеристики состава LNF были исследованы с использованием динамического рассеяния света (DLS) и показаны в таблице 3. Размер частиц имел диапазон 174,7 ± 49,2 нм с низким индексом полидисперсности (PdI =0,26 ± { {7}}.04) и отрицательно заряженной поверхности за счет фосфолипидов [33]. Эффективность инкапсуляции и загрузки составляла приблизительно 46,6±7,4% и 33,5±4,0% соответственно. На микрофотографии показана морфология составных частиц в виде сферических частиц, инкапсулирующих экстракт пажитника внутри (рис. 3а), с диаметром в диапазоне 50-150 нм (рис. 3b). Эндотермические пики на термограмме ДСК (рис. 3с), расположенные при 45,8°, представляют собой температуру плавления ЛНФ, которая находится между температурами плавления липосомы 44,2° и ниосомы 47,5° соответственно.отефлавоноидМорфология и температурное поведение могут подтвердить, что LNF проявляет физические характеристики как липосом, так и ниосом.

LNF хранили при 4°, 25° и 40° в течение 3 месяцев для изучения его стабильности с точки зрения размера частиц, PdI и Z-потенциала с использованием метода DLS. Также были исследованы рН и вязкость полученных частиц1. Мы наблюдали небольшое увеличение размеров частиц, хранящихся при 40 градусах по сравнению с 4 градусами, но эти изменения не отличались статистически.потерянная империяКроме того, не было значительных изменений в других характеристиках состава LNF, включая pH, вязкость и процент инкапсуляции. Все эти результаты свидетельствуют о том, что полученные частицы были физико-химически стабильными (рис. 4).

2.4. Профиль высвобождения и проникновение через кожу составного LNF

Профиль высвобождения (рис. 5а) продемонстрировал, что экстракт пажитника высвобождается одновременно, в то время как его липосомы обнаруживаются через 2 часа в количестве 6,98±0,37% и увеличиваются до 23,92±1,41% через 24 часа, что свидетельствует о замедленном высвобождении. LNF. Чтобы исследовать эффективность LNF при трансдермальной доставке, проникновение через кожу осуществляли с использованием кожи свиньи ex vivo. Анализ с помощью визуализирующего масс-микроскопа (IMS) применяли для наблюдения за кумулятивным количеством рутина, которое переносилось через свиную кожу стандарта рутина, экстракта и LNF. На рисунке 5b мы наблюдали, что экстракт пажитника и ЛНФ показали более высокое количество накопленного рутина на коже по сравнению со стандартом рутина. Этот результат показал, что проницаемость экстракта пажитника и ЛНФ была выше и глубже, чем у рутина через 24 часа.микронизированная очищенная флавоноидная фракция 1000 мг.Кроме того, проникновение препарата LNF в кожу было заметно лучше, чем у экстракта. Согласно профилю высвобождения и исследованию проникновения через кожу ex vivo, LNF, возможно, повышает эффективность экстракта за счет увеличения проникновения и контролируемого высвобождения.

Эта статья взята из Pharmaceuticals 2022, 15, 254. https://doi.org/10.3390/ph15020254 https://www.mdpi.com/journal/pharmaceuticals